施肥量對(duì)檸檬幼樹(shù)礦質(zhì)養(yǎng)分、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

杜玉霞，劉航秀，李 晶，李進(jìn)學(xué)，李丹萍，寸待澤，楊虹霞

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南保山678000）

0 引言

柑橘(Citrus reticulate)是世界第一大果樹(shù)，包括橘、柑、橙、檸檬、柚、枳、香櫞等。檸檬(Citrus limon)屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木，主要栽培品種有‘尤力克’、‘費(fèi)米耐勞’和‘里斯本’等[1]，檸檬在餐飲、美容、醫(yī)藥等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，根據(jù)FAO數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，2019年中國(guó)種植面積約16萬(wàn)hm2。目前，國(guó)內(nèi)在檸檬育種、栽培及病蟲(chóng)害方面都形成了一系列的技術(shù)[2]，但在檸檬果園的營(yíng)養(yǎng)管理中存在過(guò)量施肥、單一施肥等問(wèn)題，與精準(zhǔn)施肥還有一定的差距。

施肥是果園管理措施中的重要環(huán)節(jié)，也是果園豐產(chǎn)增收的重要基礎(chǔ)[3]。由于離子間的相互作用，元素間的組合及均衡會(huì)影響柑橘樹(shù)體對(duì)養(yǎng)分的吸收[4]。高氮會(huì)抑制柑橘樹(shù)體對(duì)硼的吸收；磷肥可以促進(jìn)鈣、鎂、錳、鋁的吸收[5]，但過(guò)量的磷會(huì)對(duì)氮、鋅、鐵、銅的吸收等產(chǎn)生負(fù)面影響[6]；酸性土壤中鈣、鎂、硼的有效性會(huì)降低；土壤中鐵、錳含量高會(huì)影響柑橘對(duì)鈣、鎂、硼的吸收[7]。合理施肥能明顯促進(jìn)柑橘的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)能提高產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)[3]。當(dāng)?shù)刈銐驎r(shí)，植株生長(zhǎng)旺盛，開(kāi)花結(jié)實(shí)良好，產(chǎn)量高[8-9]，但施氮過(guò)多不僅會(huì)降低檸檬果實(shí)品質(zhì)、縮短貨架期，還會(huì)使檸檬枝葉亂長(zhǎng)，貪青晚熟，落果嚴(yán)重，表皮粗厚，品質(zhì)下降[10-11]。磷可以促進(jìn)春梢生長(zhǎng)和花芽分化，提高坐果率[12-13]，但過(guò)量的磷會(huì)導(dǎo)致柑橘幼樹(shù)果汁含量降低、果皮增厚等[14]。鉀肥能提高果實(shí)產(chǎn)量，增加植株的抗病性，減少枯果和裂果，提高果肉質(zhì)量和維生素C含量[15-17]，但過(guò)量的鉀讓柑橘果實(shí)增大、果皮變厚變粗[18]。鈣、硫、鋅、銅等中微量元素的施用，可顯著提高維生素C含量、TSS，降低酸的含量[19-20]。

科學(xué)施肥能夠使柑橘生殖生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)達(dá)到平衡，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。但是由于受到“高投入高產(chǎn)出”、“大水大肥”等傳統(tǒng)觀念的影響，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，柑橘園管理依然呈現(xiàn)出嚴(yán)重依賴(lài)大量肥料來(lái)獲取高產(chǎn)[21]，單產(chǎn)水平與肥料施用量并不一致，施肥不當(dāng)導(dǎo)致了大量柑橘黃化、樹(shù)體衰弱、產(chǎn)量低下的現(xiàn)象[22]。因此，以檸檬為對(duì)象，開(kāi)展柑橘平衡施肥、定量施肥、定時(shí)施肥、以產(chǎn)定肥，對(duì)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在前期試驗(yàn)中，針對(duì)檸檬樹(shù)的需肥特性，已摸索出最適于檸檬幼樹(shù)生長(zhǎng)的專(zhuān)用肥配方[23]，但幼樹(shù)最適施肥量還有待進(jìn)一步明確。本研究擬選擇砧木為枳的‘云檸1號(hào)’檸檬，開(kāi)展檸檬專(zhuān)用肥的不同施肥水平試驗(yàn)，對(duì)檸檬的養(yǎng)分含量及產(chǎn)量品質(zhì)的影響進(jìn)行研究，旨在篩選幼樹(shù)檸檬適宜的經(jīng)濟(jì)施肥量，為檸檬合理化施肥管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為枳砧‘云檸1號(hào)’尤力克檸檬。砧木枳殼于2013年11月播種，于2015年1月嫁接，于2015年10月10日選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的健康植株移栽至瓦制花盆中，盆口直徑80 cm、高75 cm，每盆裝入備好的土壤60 kg，戶(hù)外栽培。

供試肥料是云南省農(nóng)科院熱經(jīng)所研發(fā)的檸檬幼樹(shù)專(zhuān)用肥[23]，由玉溪化肥廠有限公司生產(chǎn)，肥料N:P2O5:K2O=22:5:8，并添加了Ca、Mg、Fe、Zn、B、S、Mo元素和腐植酸。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年10月—2018年11月在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所瑞麗站、國(guó)家農(nóng)業(yè)部德宏檸檬良種繁育基地進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，每株分別施用檸檬幼樹(shù)專(zhuān)用肥0(CK)、10、20、40、80、160 g，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3株，隨機(jī)排列。每30天施肥1次，其他田間管理與常規(guī)管理相同。

1.3 測(cè)量指標(biāo)與方法

1.3.1 單株產(chǎn)量與品質(zhì)測(cè)定 每年的采果期，統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的單株掛果數(shù)及產(chǎn)量，每個(gè)重復(fù)采集6個(gè)果實(shí)，測(cè)量果實(shí)品質(zhì)。測(cè)量指標(biāo)包括單果重、縱經(jīng)、橫徑、皮厚、瓤重、出汁率、可溶性固形物(TSS)、維生素C含量、可滴定酸含量，測(cè)定參照魯劍巍[24]和李合生[25]的方法。

1.3.2 營(yíng)養(yǎng)生理代謝指標(biāo)測(cè)定 于2018年采集葉片和果實(shí)，洗凈后將果實(shí)分為全果、果皮、果肉3個(gè)部分。樣品于烘箱中在105℃條件下殺青20 min，然后在75℃條件下烘干至恒重，稱(chēng)量計(jì)數(shù)，磨碎后用于測(cè)定礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量，含量測(cè)定參照鮑士旦[26]的方法：全N用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法測(cè)定；全P用H2SO4-H2O2消煮，鉬銻抗比色法測(cè)定；K含量用H2SO4-H2O2消化，火焰光度計(jì)測(cè)定；Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn含量用HNO3-HClO4(1:4)消煮，AAS法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2013軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和繪圖，采用SPSS 21統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（最小顯著差異法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥水平對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 不同施肥水平對(duì)檸檬葉片礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響如表1所示，施專(zhuān)用肥能增加葉片N、Mg、Zn、Mn、Fe的含量，除Mn外其他元素都顯著增加，但P、K含量顯著降低。檸檬葉片的Ca、Fe含量隨著肥料用量的增加先增加后減少，Ca、Fe分別于20、40 g處理時(shí)達(dá)到最大值；P、K含量隨著肥料用量的增加先減少后增加，于0 g處理時(shí)達(dá)到最大值，40 g處理時(shí)處于最低值；Zn含量隨著肥料用量的增加逐漸增加（20 g處理除外）。

表1 不同施肥水平下檸檬葉片礦質(zhì)養(yǎng)分含量

2.1.2 不同施肥水平對(duì)檸檬果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響2018年由于160 g處理施肥量過(guò)多導(dǎo)致植株死亡，不能采集果實(shí)。如表2所示，施專(zhuān)用肥能增加果實(shí)N、Zn、Cu、Fe的含量，但果實(shí)P含量顯著減少；果實(shí)N含量隨著施肥量的增加而增加；P、K含量則是先減少后增加，在10 g處理時(shí)為最小值；果實(shí)Ca、Mg、Fe的含量隨著施肥量的增加先增加后減少，Ca、Mg含量在10 g處理時(shí)達(dá)到最大值，F(xiàn)e含量在20 g時(shí)為最大值。在施肥量最高的80 g處理中，果實(shí)的N、Zn、Mn、Cu含量顯著高于其他處理，K含量顯著高于0 g外的處理，Ca、Mg含量顯著低于其他處理。

表2 不同施肥水平下檸檬果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分含量

2.1.3 不同施肥水平對(duì)檸檬果皮礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響果皮Fe的含量隨著施肥量的增加顯著增加（表3）；Ca含量先增加后減少，10 g處理時(shí)含量最高；N、Zn、Cu含量則是先減少后增加，10 g處理時(shí)含量最低。在施肥量最高的80 g處理中，果皮的N、Zn、Mn、Cu、Fe含量顯著高于其他處理，Ca含量顯著低于其他處理。

表3 不同施肥水平下檸檬果皮礦質(zhì)養(yǎng)分含量

2.1.4 不同施肥水平對(duì)檸檬果肉礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

施肥顯著提高檸檬果肉N含量，降低Ca、Mg含量（表4）；K、Zn含量隨著施肥量的增加先減少后增加，在20 g處理時(shí)達(dá)到最小值；Fe含量則是先增加后減少，在40 g處理時(shí)達(dá)到最大值；Mg含量隨著施肥量的增加逐漸減小。80 g處理時(shí)，果肉的P、K、N、Zn、Mn、Cu的含量高于其他處理，除P、K外，其他元素都達(dá)到顯著水平；80 g處理時(shí)Ca、Mg的含量顯著低于其他處理。

表4 不同施肥水平下檸檬果肉礦質(zhì)養(yǎng)分含量

2.2 不同施肥水平對(duì)檸檬果實(shí)產(chǎn)量的影響

從圖1 可以看出，2016—2018年以0(CK)、10、20、40、80 g處理的檸檬單株產(chǎn)量逐年增加，在2018年達(dá)到 最 大 值 ，分 別 為 1555.00、8253.00、11097.97、19782.50、7004.40 g。3年間檸檬單株產(chǎn)量隨著肥料用量的增加呈先增加后減少的趨勢(shì)，且在肥料用量為40 g時(shí)達(dá)到最大值。2016、2017、2018年40 g處理產(chǎn)量分別是不施肥處理的3.31、8.09、11.72倍，3年總增產(chǎn)9.62倍；并在2017年和2018年顯著高于其他處理。160 g處理的單株產(chǎn)量在3年間都顯著低于其他處理，2018年時(shí)肥害導(dǎo)致植株死亡，產(chǎn)量為0。3年總產(chǎn)量表現(xiàn)為40 g>20 g>10 g>80 g>0 g>160 g。

圖1 不同施肥水平對(duì)檸檬果實(shí)產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥水平對(duì)檸檬果實(shí)品質(zhì)的影響

從表5可知，不同施肥量處理對(duì)檸檬果實(shí)的單果質(zhì)量、橫徑、果皮厚度、瓤重、可食率都有一定的影響。2017年和2018年不同施肥量處理對(duì)單果質(zhì)量、橫徑、果皮厚度、瓤重、可食率的影響均存在顯著性差異，以40 g處理的單果質(zhì)量、橫徑值最大，3年的可食率都顯著高于其他處理，較CK增加26.97%。施肥能夠顯著提高檸檬的出汁率、TSS、維生素C和可滴定酸含量，且均表現(xiàn)為肥料用量為40 g時(shí)為最大值（除2016年維生素C含量外），顯著高于不施肥處理。平均3年的品質(zhì)看，與CK相比40 g處理的出汁率、TSS、維生素C、可滴定酸分別增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%，80 g處理分別增加3.51%、35.52%、13.73%、14.23%。

表5 不同施肥水平對(duì)檸檬果實(shí)品質(zhì)的影響

3 結(jié)論

對(duì)檸檬幼樹(shù)施用0、10、20、40、80、160 g的專(zhuān)用肥，結(jié)果表明施用專(zhuān)用肥能顯著增加葉片和果實(shí)N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe含量；施用40 g專(zhuān)用肥時(shí)，其各種礦質(zhì)養(yǎng)分含量較為均衡，其產(chǎn)量和品質(zhì)較佳，施肥量過(guò)多或過(guò)少不利于樹(shù)體養(yǎng)分的積累，施肥過(guò)量還會(huì)導(dǎo)致植株死亡。綜合考慮植株的養(yǎng)分、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)情況，推薦檸檬幼樹(shù)生長(zhǎng)中，每株每月施用檸檬專(zhuān)用肥40 g。

4 討論

施肥能夠保證柑橘正常生長(zhǎng)，是提高柑橘產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)鍵[27]，但是化肥的大量施用導(dǎo)致土壤養(yǎng)分不均衡[28]。根系對(duì)離子的吸收有選擇性，它不僅受到介質(zhì)中養(yǎng)分濃度的影響，離子間還存在相互作用[29]。N、P、K等在土壤中含量過(guò)高，會(huì)破壞土壤養(yǎng)分間的平衡關(guān)系，進(jìn)而影響其他離子在土壤中的轉(zhuǎn)化及作物吸收[30]。本試驗(yàn)中施肥能顯著增加葉片或果實(shí)N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe的含量，但P、K含量顯著降低。葉片和果實(shí)P、K在不施肥時(shí)處于偏高或過(guò)量水平，主要是施N量不足，植株對(duì)P、K吸收量較高。隨著施肥量的增加，P、K含量先減少后增加，與果實(shí)產(chǎn)量先增加后減少的趨勢(shì)相反，表明這不僅是離子間的相互作用引起的，還是樹(shù)體本身生長(zhǎng)所產(chǎn)生的“稀釋效應(yīng)”和“濃縮效應(yīng)”所致[31]。隨著施肥量增加，Ca、Mg、Fe含量表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢(shì)，含量最高值在施肥20 g或40 g時(shí)，與K的含量相反。分析原因是離子間的拮抗作用導(dǎo)致的[32]，主要是K含量的降低導(dǎo)致Ca、Mg、Fe含量的升高。同時(shí)，在試驗(yàn)中施肥量過(guò)多(80 g)或過(guò)少時(shí)(10 g)，很多元素都出現(xiàn)顯著升高或顯著降低。因此，施肥時(shí)不僅要考慮離子間的相互作用，均衡養(yǎng)分，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量定量施肥。在檸檬幼樹(shù)管理中，為確保前期樹(shù)體的培養(yǎng)，建議疏除部分幼果，或是對(duì)超出目標(biāo)產(chǎn)量的高產(chǎn)果園適當(dāng)補(bǔ)充P、K肥。

柑橘栽培過(guò)程中，氣象因子、樹(shù)形管理、營(yíng)養(yǎng)管理、病蟲(chóng)害防治等都會(huì)影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，其中肥料的施用量直接影響了柑橘的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究表明，施肥可以提高檸檬的產(chǎn)量和品質(zhì)，施用40 g時(shí)效果最佳，其產(chǎn)量是對(duì)照的9.62倍，可食率增加26.97%，出汁率、TSS、維生素C、可滴定酸分別增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%。關(guān)于柑橘的合理施肥，前人研究較多，Thakre[33]表明金柑 N 400 g/株+P2O5600 g/株+K2O 240 g/株的產(chǎn)量和品質(zhì)最好，李月娥等[34]研究表明‘杭晚蜜柚’初結(jié)果樹(shù)的最佳施肥量為N:P:K=10:5:8，Astiari等[19]研究表明施用N、P、K、Ca、Zn和Cu可提高柑橘果實(shí)產(chǎn)量和可溶性固形物。營(yíng)養(yǎng)元素是植物體充分發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于呼吸作用、光合作用和繁殖器官及果實(shí)和種子的形成必不可少[3]，很多微量元素還是植物體生理代謝的活性促進(jìn)因子，對(duì)生命活動(dòng)有著重要的促進(jìn)以及調(diào)節(jié)作用[24]。但肥料的使用并非多多益善，在本試驗(yàn)中單株施肥在40 g以上時(shí)，單株產(chǎn)量、可食率、出汁率、可溶性固形物都下降。Sugiyama[35]、黃成能[36]、盛良學(xué)[17]等研究也表明，肥料的過(guò)量施用會(huì)導(dǎo)致柑橘的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。植物生長(zhǎng)受到元素濃度和平衡相互作用，在最適濃度與元素相互平衡的情況下，植物會(huì)達(dá)到最適生長(zhǎng)狀態(tài)和最高產(chǎn)量[37]。首先，肥料過(guò)多的施用會(huì)導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)鹽溶液濃度升高，造成植物萎焉[38]，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致根系腐爛組織壞死；其次，過(guò)量施肥還會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡[39]，營(yíng)養(yǎng)元素間的拮抗作用增強(qiáng)，養(yǎng)分的吸收不均衡，影響柑橘的正常發(fā)育[40]；此外，化學(xué)肥料的過(guò)量使用導(dǎo)致土壤溶液過(guò)酸或過(guò)堿，影響土壤微生物的數(shù)量與群落[41]，阻礙作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

本研究對(duì)檸檬幼樹(shù)施用不同的專(zhuān)用肥，通過(guò)對(duì)不同施肥水平下果實(shí)養(yǎng)分的含量、產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行比較，篩選出幼樹(shù)的適宜施肥量為每株每月40 g，為生產(chǎn)上的減量施肥、精準(zhǔn)施肥提供了理論依據(jù)。但本試驗(yàn)針對(duì)盆栽幼樹(shù)檸檬肥，為更好地與生產(chǎn)結(jié)合，還需在大田中進(jìn)行試驗(yàn)；此外，為進(jìn)一步明確各元素對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，需開(kāi)展不同N、P、K、Ga、Mg水平對(duì)果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)以及次生代謝物的影響機(jī)制研究。